《机械原理》第七版西北工业大学习题答案(特别全答案详解)
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一、填空题和填空题。
1. 在平面机构中若引入HP个高副将引入 HP 个约束,而引入LP个低副将引入 2LP 个约束,则活动构件数n、约束数与机构自由度F的关系是F=3n- 2LP- HP 。
2. 机构具有确定运动的条件是: 机构的自由度大于零,且机构自由度数等于原动件数 ;若机构自由度F>0,而原动件数0,而原动件数>F,则各构件之间 运动关系发生矛盾,将引起构件损坏 。
3. 下图为一对心曲柄滑块机构,若以滑块3为机架,则该机构转化为
定块机构;若以构件2为机架,则该机构转化为 摇块 机构。
4. 移动副的自锁条件是 驱动力在摩擦角之内 ;转动副的自锁条件是
驱动力在摩擦圆之内 。
5. 在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中, 等速 运动规律具有刚性冲击; 等加速等减速、间谐 运动规律具有柔性冲击;而 正弦加速度、五次多项式 运动规律无冲击。
6. 内啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 模数相等,; 压力角相等 ; 螺旋角相等 。
7.等效质量和等效转动惯量可根据等效原则: 等效构件所具有的动能等于整个机械系统的动能 来确定。
8.刚性转子静平衡条件是
分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零或者质径积的向量和为零;而动平衡条件是 当转子转动时,转子上分布在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力及合力矩为零 。
9.用标准齿条形刀具加工标准齿轮时,其刀具的 中 线与轮坯的 分度
圆之间作纯滚动;加工变位齿轮时,其刀具的 节 线与轮坯的分度
第二章 机构的结构分析
一.填空题
1.组成机构的基本要素是
和 。机构具有确定运动的条件是: 。
2.在平面机构中,每一个高副引入 个约束,每一个低副引入 个约束,所以平面机构自由度的计算公式为F = 。应用该公式时,应注意的事项是:
。
3.机构中各构件都应有确定的运动,但必须满足的条件是:
。
二.综合题
1.根据图示机构,画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图,并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件,试判断该机构的运动是否确定,为什么?
2.计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束,请指明所在之处。
(a) (b)
ADECHGFIBK123456789
3.计算图示各机构的自由度。
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
4.计算机构的自由度,并进行机构的结构分析,将其基本杆组拆分出来,指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。
第七版机械原理复习题
第2章 机构的结构分析
1.组成机构的要素是构件和运动副;构件是机构中的运动单元体。
2.具有若干个构件的入为组合体、各构件间具有确定的相对运动、完成有用功或实现能量转换等三个特征的构件组合体称为机器。
3.机器是由原动机、传动部分、工作机所组成的。
4.机器和机构的主要区别在于是否完成有用机械功或实现能量转换。
5.从机构结构观点来看,任何机构是由机架,杆组,原动件三部分组成。
6.运动副元素是指构成运动副的点、面、线。
7.构件的自由度是指构件具有独立运动的数目; 机构的自由度是指机构具有确定运动时必须给定的独立运动数目。
8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副,它产生一个约束,而保留了两个自由度。
9.机构中的运动副是指两构件直接接触而又能产生相对运动的联接。
10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。
11.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束,而引入一个低副将引入2个约束,构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph。
12.平面运动副的最大约束数为2,最小约束数为1。
13.当两构件构成运动副后,仍需保证能产生一定的相对运动,故在平面机构中,每个运动副引入的约束至多为2,至少为1。
14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性(能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动,即确定应具有的原动件数。
15.在平面机构中,具有两个约束的运动副是低副,具有一个约束的运动副是高副。
16.计算平面机构自由度的公式为F32nppLH,应用此公式时应注意判断:(A) 复合铰链,(B) 局部自由度,(C)虚约束。
17.机构中的复合铰链是指由三个或三个以上构件组成同一回转轴线的转动副;局部自由度是指不影响输入与输出件运动关系的自由度;虚约束是指在特定的几何条件下,机构中不能起独立限制运动作用的约束。
18.划分机构杆组时应先按低的杆组级别考虑,机构级别按杆组中的最高级别确定。
陆宁编著《机械原理总复习》书稿
第9章复习题解答与分析
9.1 简答题
9.1.1 答:如果外力的合力作用在摩擦圆之内,该转动副自锁。
9.1.2 答:当滑块与平面材料一定时,总反力与正压力方向夹角为一恒定角度,称为摩擦角。
其大小为:
farctan=ϕ
设径向轴径1与轴承2的半径为r,在摩擦中,径向负荷G,总反力到轴心的距离为ρ,
则摩擦力矩为:
ρGrFMF== 21 由于径向轴承为曲线接触面,可引入当量摩擦系数f,摩擦力与径向载荷间的关系为: v
GfFv=21
比较前面两式可得总反力到轴心的距离即摩擦圆半径为:
rfv=ρ
9.2 作图与计算
9.2.1 解:作出正行程两个滑块所受全反力的方向,如图9.7。作出力多边形。 从滑块2的力多边形得:
ϕϕαcos)2cos(12RQ=+
从滑块1的力多边形得:
ϕϕαcos)2sin(21RP=+
RR2112= 因为 ,所以: )2tan(ϕα+=QP
图9.7 题9.2.1解
反行程不必再重新分析,只要把原来的驱动力P改为放松阻力P’,同时把摩擦角ϕ的符号
122陆宁编著《机械原理总复习》书稿
取为负的即可:
ϕϕαcos)2cos(12RQ=− 滑块2:
ϕϕαcos)2sin('21RP=− 滑块1:
ϕϕαcos)2sin('21−=RP 解得:
令P’<0,得自锁条件:ϕα2<
9.2.2解:各构件在P为主动力时的受力如图9.8所示。从而得各构件的力多边形,从图中
可得:
)2sin(cos21ϕαϕ
+=PR构件1:
)2cos()2cos(
1232ϕβϕα
−+=RR 构件2:
ϕϕβ
cos)2sin(
23−=RQ构件3:
图9.8 题9.2.2解
分别研究各构件的自锁状态,令阻力小于零:
021
构件2在032o;
构件3在时的解为:0
反行程时P、R12、R23 为阻力。列出这几个变量的表达式并把摩擦角ϕ符号变为负值。
123陆宁编著《机械原理总复习》书稿